JP2021180307A - 複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供する。【解決手段】本開示は、式1によって表される少なくとも1つの第一のホスト化合物及び式2によって表される少なくとも1つの第二のホスト化合物を含む複数のホスト材料並びにそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。本開示によるホスト材料を含むことにより、低い駆動電圧、及び/又は高い発光効率、及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスが提供され得る。【選択図】なし

Description

本開示は、複数のホスト材料及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。
有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)は、発光層を形成する材料として低分子量の芳香族ジアミン及びアルミニウム錯体を使用することにより、Eastman Kodakによって1987年に最初に開発された[(非特許文献1)]。
OLEDは、有機エレクトロルミネッセント材料に電気を印加することによって電気エネルギーを光に変換し、且つ一般的にアノード、カソード及び2つの電極間に形成される有機層を含む。
OLEDにおいて発光効率を決定する最も重要な因子は、発光材料である。発光材料は、機能的な側面からホスト材料及びドーパント材料に分類される。発光材料は、色純度、発光効率及び安定性を改良するためのホストとドーパントとの組合せとして使用することができる。一般的に、優れたエレクトロルミネッセント(EL)特性を有するデバイスは、ホストにドーパントをドープすることによって形成される発光層を含む構造を有する。そのようなドーパント/ホスト材料系を発光材料として使用する場合、ホスト材料は、ELデバイスの効率及び寿命に大きく影響するため、それらの選択は、重要である。
喫緊の課題は、高効率及び長寿命を有するOLEDの開発である。具体的には、中サイズ及び大サイズのOLEDパネルのために必要とされるEL性能を考えると、従来の発光材料を上回る高度に優れた発光材料の開発が喫緊に必要とされている。
(特許文献1)は、発光層にフルオレンベースの化合物を含む有機発光素子を開示している。しかしながら、前記参考文献は、本開示に記載されているようなホスト材料の特定な組合せを明確に開示していない。加えて、前記参考文献に開示されている従来の化合物の特定な組合せと比較して、改良された駆動電圧、発光効率、電力効率及び/又は寿命などの性質のような改良された性能を有する発光材料を開発することが依然として必要とされている。
韓国特許出願公開第2015−0074603A号明細書
App.Phys.Lett.,51,913,1987
本開示の目的は、第一に、低い駆動電圧、及び/又は高い発光効率、及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスを製造することを可能にする複数のホスト材料を提供することであり、且つ第二に、それらのホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供することである。
上述の技術的課題を解決するために精力的に検討した結果として、本発明者らは、以下の式1によって表される化合物を含む第一のホスト材料及び以下の式2によって表される化合物を含む第二のホスト材料を含む複数のホスト材料により、上述の目的を達成することが可能であることを見出し、それにより本発明を完成させた。
Figure 2021180307
式1において、
Wは、O、S、CR又は−N−L−Rを表し;
〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar〜Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し;及び
a及びbが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、同じであるか又は異なり得;
Figure 2021180307
式2において、
は、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Arは、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
及びR10は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜50員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
f及びgは、それぞれ独立して、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びR10のそれぞれは、同じであるか又は異なり得る。
発明の有利な効果
本開示による複数のホスト材料を使用することにより、低い駆動電圧、及び/又は高い発光効率、及び/又は長い寿命を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスが調製され得る。
以下では、本開示を詳細に説明する。しかしながら、以下の記述は、本発明を説明することを意図し、決して本発明の範囲を限定することを意味しない。
本開示は、式1によって表される少なくとも1つの第一のホスト材料及び式2によって表される少なくとも1つの第二のホスト材料を含む複数のホスト材料並びにそれらのホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。
加えて、本開示は、式1−1−1によって表される有機エレクトロルミネッセント化合物及びそれを含む有機エレクトロルミネッセントデバイスにも関する。
「有機エレクトロルミネッセント材料」という用語は、本開示において、有機エレクトロルミネッセントデバイスにおいて使用され得、且つ少なくとも1つの化合物を含み得る材料を意味する。有機エレクトロルミネッセント材料は、必要に応じて、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいかなる層中にも含まれ得る。例えば、有機エレクトロルミネッセント材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光補助材料、電子阻止材料、発光材料(ホスト材料及びドーパント材料を含む)、電子緩衝材料、正孔阻止材料、電子輸送材料又は電子注入材料などであり得る。
「複数の有機エレクトロルミネッセント材料」という用語は、本開示において、少なくとも2つの化合物の組合せを含む有機エレクトロルミネッセント材料を意味し、それらは、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいずれの層にも含まれ得る。それは、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれる前(例えば、蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネッセントデバイス中に含まれた後(例えば、蒸着後)の材料との両方を意味し得る。例えば、複数の有機エレクトロルミネッセント材料は、少なくとも2つの化合物の組合せであり得、それらは、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子障壁層、発光層、電子緩衝層、正孔障壁層、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも1つに含まれ得る。そのような少なくとも2つの化合物は、同じ層中に含まれるか又は異なる層中に含まれ得、且つ混合物蒸発若しくは共蒸発されるか又は個々に蒸発され得る。
「複数のホスト材料」という用語は、本開示において、少なくとも2つのホスト材料の組合せを含む有機エレクトロルミネッセント材料を意味する。それは、有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれる前(例えば、蒸着前)の材料と、有機エレクトロルミネッセントデバイス中に含まれた後(例えば、蒸着後)の材料との両方を意味し得る。本開示の複数のホスト材料は、有機エレクトロルミネッセントデバイスを構成するいずれの発光層中にも含まれ得る。複数のホスト材料中に含まれる少なくとも2つの化合物は、1つの発光層中に共に含まれ得るか、又はそれぞれ別の発光層中に含まれ得る。少なくとも2つのホスト材料が1つの層中に含まれる場合、少なくとも2つのホスト材料は、混合物蒸発されて層を形成し得るか、又は同時に共蒸発されて層を形成し得る。
「(C1〜C30)アルキル」という用語は、本開示において、1〜30個の鎖を構成する炭素原子を有する直鎖状若又は分岐状のアルキルであることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは、1〜20個、より好ましくは1〜10個である。上述のアルキルとしては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、sec−ブチルなどが挙げられ得る。本明細書では、「(C3〜C30)シクロアルキル」という用語は、3〜30個の環主鎖炭素原子を有するモノ−又はポリ−環状炭化水素であることを意味し、炭素原子の数は、好ましくは、3〜20個、より好ましくは3〜7個である。上述のシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチルなどが挙げられ得る。「(C6〜C30)アリール(レン)」という用語は、本開示では、6〜30個の環主鎖炭素原子を有する芳香族炭化水素から誘導された単環又は縮合環の基であり、環主鎖炭素原子の数が好ましくは6〜20個、より好ましくは6〜15個であり、部分的に飽和され得る。アリールは、スピロ構造を含み得る。アリールの例としては、具体的には、以下が挙げられる:フェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、ビナフチル、フェニルナフチル、ナフチルフェニル、フルオレニル、フェニルフルオレニル、ジメチルフルオレニル、ジフェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジフェニルベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、フェナントレニル、ベンゾフェナントレニル、フェニルフェナントレニル、アントラセニル、ベンズアントラセニル、インデニル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニル、クリセニル、ベンゾクリセニル、ナフタセニル、フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、トリル、キシリル、メシチル、クミニル、スピロ[フルオレン−フルオレン]イル、スピロ[フルオレン−ベンゾフルオレン]イル、アズレニル、テトラメチル−ジヒドロフェナントレニルなど。より具体的には、アリールは、以下であり得る:o−トリル、m−トリル、p−トリル、2,3−キシリル、3,4−キシリル、2,5−キシリル、メシチル、o−クミニル、m−クミニル、p−クミニル、p−t−ブチルフェニル、p−(2−フェニルプロピル)フェニル、4’−メチルビフェニル、4’’−t−ブチル−p−テルフェニル−4−イル、o−ビフェニル、m−ビフェニル、p−ビフェニル、o−テルフェニル、m−テルフェニル−4−イル、m−テルフェニル−3−イル、m−テルフェニル−2−イル、p−テルフェニル−4−イル、p−テルフェニル−3−イル、p−テルフェニル−2−イル、m−クアテルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−フルオレニル、2−フルオレニル、3−フルオレニル、4−フルオレニル、9−フルオレニル、9,9−ジメチル−1−フルオレニル、9,9−ジメチル−2−フルオレニル、9,9−ジメチル−3−フルオレニル、9,9−ジメチル−4−フルオレニル、9,9−ジフェニル−1−フルオレニル、9,9−ジフェニル−2−フルオレニル、9,9−ジフェニル−3−フルオレニル、9,9−ジフェニル−4−フルオレニル、1−アントリル、2−アントリル、9−アントリル、1−フェナントリル、2−フェナントリル、3−フェナントリル、4−フェナントリル、9−フェナントリル、1−クリセニル、2−クリセニル、3−クリセニル、4−クリセニル、5−クリセニル、6−クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、1−トリフェニレニル、2−トリフェニレニル、3−トリフェニレニル、4−トリフェニレニル、3−フルオランテニル、4−フルオランテニル、8−フルオランテニル、9−フルオランテニル、ベンゾフルオランテニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジメチル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジメチル−10−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[a]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[b]フルオレニル、11,11−ジフェニル−1−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−2−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−3−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−4−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−5−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−6−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−7−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−8−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−9−ベンゾ[c]フルオレニル、11,11−ジフェニル−10−ベンゾ[c]フルオレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−1−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−2−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−3−フェナントレニル、9,9,10,10−テトラメチル−9,10−ジヒドロ−4−フェナントレニルなど。本明細書では、「(3〜30員)ヘテロアリール(レン)」は、少なくとも1個、好ましくは1〜4個の、B、N、O、S、Si、P、Se及びGeからなる群から選択されるヘテロ原子を含む、3〜30個の環主鎖原子を有するアリールであり、環主鎖原子の数は、好ましくは、3〜30個、より好ましくは5〜20個である。上述のヘテロアリールは、単環式の環又は少なくとも1個のベンゼン環と縮合された縮合環であり得、且つ部分的に飽和され得る。さらに、上述のヘテロアリール又はヘテロアリーレンは、本明細書では、少なくとも1個のヘテロアリール基又はアリール基を、単結合を介してヘテロアリール基に結合させることによって形成されるものであり得、且つスピロ構造を含み得る。ヘテロアリールの例としては、具体的には、以下が挙げられ得る:単環式の環のタイプのヘテロアリール、例えばフリル、チオフェニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、トリアジニル、テトラジニル、トリアゾリル、テトラゾリル、フラザニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニルなど、及び縮合環タイプのヘテロアリール、例えばベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ジベンゾセレノフェニル、ベンゾフロキノリニル、ベンゾフロキナゾリニル、ベンゾフロナフチリジニル、ベンゾフロピリミジニル、ナフトフロピリミジニル、ベンゾチエノキノリニル、ベンゾチエノキナゾリニル、ベンゾチエノナフチリジニル、ベンゾチエノピリミジニル、ナフトチエノピリミジニル、ピリミドインドリル、ベンゾピリミドインドリル、ベンゾフロピラジニル、ナフトフロピラジニル、ベンゾチエノピラジニル、ナフトチエノピラジニル、ピラジノインドリル、ベンゾピラジノインドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾオキサアゾリル、イミダゾピリジニル、イソインドリル、インドリル、ベンゾインドリル、インダゾリル、ベンゾチアジアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、カルバゾリル、アザカルバゾリル、ベンゾカルバゾリル、ジベンゾカルバゾリル、フェノキサジニル、フェナントリジニル、ベンゾジオキソリル、インドリジヂニル、アクリジニル、シラフルオレニル、ゲルマフルオレニル、ベンゾトリアゾリル、フェナジニル、イミダゾピリジニル、クロメノキナゾリニル、チオクロメノキナゾリニル、ジメチルベンゾペリミジニル、インドロカルバゾリル、インデノカルバゾリルなど。より具体的には、ヘテロアリールは、以下であり得る:1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、2−ピリジニル、3−ピリジニル、4−ピリジニル、2−ピリミジニル、4−ピリミジニル、5−ピリミジニル、6−ピリミジニル、1,2,3−トリアジン−4−イル、1,2,4−トリアジン−3−イル、1,3,5−トリアジン−2−イル、1−イミダゾリル、2−イミダゾリル、1−ピラゾリル、1−インドリジヂニル、2−インドリジヂニル、3−インドリジヂニル、5−インドリジヂニル、6−インドリジヂニル、7−インドリジヂニル、8−インドリジヂニル、2−イミダゾピリジニル、3−イミダゾピリジニル、5−イミダゾピリジニル、6−イミダゾピリジニル、7−イミダゾピリジニル、8−イミダゾピリジニル、1−インドリル、2−インドリル、3−インドリル、4−インドリル、5−インドリル、6−インドリル、7−インドリル、1−イソインドリル、2−イソインドリル、3−イソインドリル、4−イソインドリル、5−イソインドリル、6−イソインドリル、7−イソインドリル、2−フリル、3−フリル、2−ベンゾフラニル、3−ベンゾフラニル、4−ベンゾフラニル、5−ベンゾフラニル、6−ベンゾフラニル、7−ベンゾフラニル、1−イソベンゾフラニル、3−イソベンゾフラニル、4−イソベンゾフラニル、5−イソベンゾフラニル、6−イソベンゾフラニル、7−イソベンゾフラニル、2−キノリル、3−キノリル
、4−キノリル、5−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、8−キノリル、1−イソキノリル、3−イソキノリル、4−イソキノリル、5−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、8−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、6−キノキサリニル、1−カルバゾリル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、4−カルバゾリル、9−カルバゾリル、アザカルバゾル−1−イル、アザカルバゾル−2−イル、アザカルバゾル−3−イル、アザカルバゾル−4−イル、アザカルバゾル−5−イル、アザカルバゾル−6−イル、アザカルバゾル−7−イル、アザカルバゾル−8−イル、アザカルバゾル−9−イル、1−フェナントリジニル、2−フェナントリジニル、3−フェナントリジニル、4−フェナントリジニル、6−フェナントリジニル、7−フェナントリジニル、8−フェナントリジニル、9−フェナントリジニル、10−フェナントリジニル、1−アクリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、4−アクリジニル、9−アクリジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、2−オキサジアゾリル、5−オキサジアゾリル、3−フラザニル、2−チエニル、3−チエニル、2−メチルピロル−1−イル、2−メチルピロル−3−イル、2−メチルピロル−4−イル、2−メチルピロル−5−イル、3−メチルピロル−1−イル、3−メチルピロル−2−イル、3−メチルピロル−4−イル、3−メチルピロル−5−イル、2−t−ブチルピロル−4−イル、3−(2−フェニルプロピル)ピロル−1−イル、2−メチル−1−インドリル、4−メチル−1−インドリル、2−メチル−3−インドリル、4−メチル−3−インドリル、2−t−ブチル−1−インドリル、4−t−ブチル−1−インドリル、2−t−ブチル−3−インドリル、4−t−ブチル−3−インドリル、1−ジベンゾフラニル、2−ジベンゾフラニル、3−ジベンゾフラニル、4−ジベンゾフラニル、1−ジベンゾチオフェニル、2−ジベンゾチオフェニル、3−ジベンゾチオフェニル、4−ジベンゾチオフェニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,3−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾフラニル、1−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[1,2−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,3−b]−ベンゾチオフェニル、1−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、3−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、4−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、5−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、6−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、7−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、8−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、9−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、10−ナフト−[2,1−b]−ベンゾチオフェニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピリミジニル、2−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾフロ[3,2−d]ピラジニル、2−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、6−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、7−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、8−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、9−ベンゾチオ[3,2−d]ピラジニル、1−シラフルオレニル、2−シラフルオレニル、3−シラフルオレニル、4−シラフルオレニル、1−ゲルマフルオレニル、2−ゲルマフルオレニル、3−ゲルマフルオレニル、4−ゲルマフルオレニル、1−ジベンゾセレノフェニル、2−ジベンゾセレノフェニル、3−ジベンゾセレノフェニル、4−ジベンゾセレノフェニルなど。本明細書では、「(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環」という用語は、3〜30個の環主鎖炭素原子を有する少なくとも1個の脂肪族環(ここで、炭素原子の数は、好ましくは、3〜25個、より好ましくは3〜18個である)と、6〜30個の環主鎖炭素原子を有する少なくとも1個の芳香族環(ここで、炭素原子の数は、好ましくは、6〜25個、より好ましくは6〜18個である)とを縮合させることにより形成される環を意味する。例えば、縮合環は、少なくとも1個のベンゼンと少なくとも1個のシクロヘキサンとの縮合環又は少なくとも1個のナフタレンと少なくとも1個のシクロペンタンとの縮合環などであり得る。本明細書では、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環中の炭素原子は、B、N、O、S、Si及びPから選択される少なくとも1個のヘテロ原子、好ましくはN、O及びSから選択される少なくとも1個のヘテロ原子で置換され得る。「ハロゲン」という用語は、本開示では、F、Cl、Br及びIを含む。
加えて、「オルト(o)」、「メタ(m)」及び「パラ(p)」は、本開示では、すべての置換基の置換位置を表すことを意味する。オルト位は、互いに隣接する、すなわちベンゼンにおいて1位及び2位に置換基を有する化合物である。メタ位は、直接隣接する置換位の次の置換位であり、すなわちベンゼンでは、1位及び3位に置換基を有する化合物である。パラ位は、メタ位の置換位の次の置換位であり、すなわちベンゼンでは1位及び4位に置換基を有する化合物である。
本明細書では、「隣接する置換基に結合されて形成された環」は、2個以上の置換基を結合又は縮合させることによって形成される置換若しくは非置換(3〜30員)モノ−若しくはポリ−環状、脂環族、芳香族環又はそれらの組合せを意味し、好ましくは置換若しくは非置換(5〜25員)モノ−若しくはポリ−環状、脂環族、芳香族環又はそれらの組合せであり得る。さらに、そのようにして形成された環は、B、N、O、S、Si及びP、好ましくはN、O及びSからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含み得る。本開示の1つの実施形態では、環の骨格中の原子の数は、5〜20個であり、本開示の別の実施形態では、環の骨格中の原子の数は、5〜15個である。1つの実施形態では、縮合環は、例えば、以下であり得る:置換又は非置換ジベンゾチオフェン環、置換又は非置換ジベンゾフラン環、置換又は非置換ナフタレン環、置換又は非置換フェナントレン環、置換又は非置換フルオレン環、置換又は非置換ベンゾフルオレン環、置換又は非置換ベンゾチオフェン環、置換又は非置換ベンゾフラン環、置換又は非置換インドール環、置換又は非置換インデン環、置換又は非置換ベンゼン環、置換又は非置換カルバゾール環など。
加えて、「置換又は非置換」という表現における「置換」は、ある官能基中の水素原子が他の原子又は官能基、すなわち置換基によって置き換えられ、且つ1つの基で置換され、それに置換基中で2つ以上の置換基が結合されていることを意味する。例えば、「2つ以上の置換基が結合されている置換基」は、ピリジン−トリアジンであり得る。すなわち、ピリジン−トリアジンは、ヘテロアリールであり得るか、又はその中で2個のヘテロアリールが結合されている置換として解釈され得る。好ましくは、本開示の式における置換(C1〜C30)アルキル、置換(C6〜C30)アリール(レン)、置換(3〜30員)ヘテロアリール(レン)、置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換(C1〜C30)アルコキシ、置換(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環、置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、置換モノ−又はジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換モノ−又はジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換モノ−又はジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換モノ−又はジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ及び置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノの置換基は、それぞれ独立して、以下からなる群から選択される少なくとも1つを表す:ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシ、ホスフィンオキシド、(C1〜C30)アルキル、ハロ(C1〜C30)アルキル、(C2〜C30)アルケニル、(C2〜C30)アルキニル、(C1〜C30)アルコキシ、(C1〜C30)アルキルチオ、(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)シクロアルケニル、(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、(C6〜C30)アリールオキシ、(C6〜C30)アリールチオ、非置換の又は(C6〜C30)アリールで置換された(5〜30員)ヘテロアリール、非置換の又は(5〜30員)ヘテロアリールで置換された(C6〜C30)アリール、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環、アミノ、モノ−又はジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、モノ−又はジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換又は非置換モノ−又はジ−(C6〜C30)アリールアミノ、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、モノ−又はジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C1〜C30)アルキルカルボニル、(C1〜C30)アルコキシカルボニル、(C6〜C30)アリールカルボニル、(C6〜C30)アリールホスフィニル、ジ(C6〜C30)アリールボロニル、ジ(C1〜C30)アルキルボロニル、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールボロニル、(C6〜C30)アリール(C1〜C30)アルキル及び(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリール。例えば、それらの置換基は、ジュウテリウム、フェニル、ビフェニル、ナフチル又はカルバゾリルなどであり得る。
以下では、1つの実施形態に従ってホスト材料を説明する。
複数のホスト材料は、1つの実施形態では、上述の式1によって表される化合物を含む第一のホスト材料及び上述の式2によって表される化合物を含む第二のホスト材料を含み、及び複数のホスト材料は、1つの実施形態では、有機エレクトロルミネッセントデバイスの発光層中に含まれ得る。
ホスト材料としての第一のホスト材料は、1つの実施形態では、以下の式1によって表される化合物から構成され得る。
Figure 2021180307
式1において、
Wは、O、S、CR又は−N−L−Rを表し;
〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Ar〜Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し;及び
a及びbが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、同じであるか又は異なり得る。
1つの実施形態では、Wは、O、S、CR又は−N−L−Rであり得る。
〜Rは、1つの実施形態では、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、好ましくは水素、置換若しくは非置換(C1〜C10)アルキル又は置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール、より好ましくは水素、置換若しくは非置換(C1〜C4)アルキル又は置換若しくは非置換(C6〜C18)アリールであり得る。例えば、R〜Rは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換メチル、非置換の若しくはナフチルで置換されたフェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換m−ビフェニル、置換若しくは非置換p−ビフェニル又は置換若しくは非置換m−テルフェニルであり得る。
は、1つの実施形態では、単結合又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン、好ましくは単結合又は置換若しくは非置換(C6〜C25)アリーレン、より好ましくは単結合又は置換若しくは非置換(C6〜C18)アリーレンであり得る。例えば、Lは、置換若しくは非置換フェニレン又は置換若しくは非置換ビフェニレンであり得る。
1つの実施形態では、Z〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNであり得、好ましくは、Z〜Zのすべては、CRであり得る。
は、1つの実施形態では、水素、ジュウテリウムであり得るか、又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、好ましくは水素、ジュウテリウムであり得るか、又は隣接するRに結合されて、置換若しくは非置換(5〜30員)モノ−若しくはポリ−環状、脂環族、芳香族環又はそれらの組合せを形成し得、より好ましくは水素若しくはジュウテリウムであり得るか、又は隣接するRに結合されて、置換若しくは非置換(5〜25員)モノ−若しくはポリ−環状、芳香族環又はそれらの組合せを形成し得る。例えば、Rは、水素、ジュウテリウムであり得るか、又は隣接する置換基に結合されて、ベンゼン環、例えばフルオレン環と縮合することによって置換若しくは非置換ベンゾフルオレン環を形成し得る。
1つの実施形態では、Arは、置換又は非置換(C6〜C30)アリール、好ましくは置換又は非置換(C6〜C25)アリール、より好ましくは置換又は非置換(C6〜C18)アリールであり得る。例えば、Arは、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換m−ビフェニル、置換若しくは非置換p−ビフェニル又は置換若しくは非置換m−テルフェニルであり得る。
1つの実施形態では、Lは、単結合又は置換又は非置換(C6〜C30)アリーレン、好ましくは単結合又は置換又は非置換(C6〜C25)アリーレン、より好ましくは単結合又は置換又は非置換(C6〜C18)アリーレンであり得る。例えば、Lは、単結合或いは置換若しくは非置換フェニレン、置換若しくは非置換ナフチレン又は置換若しくは非置換m−ビフェニレンであり得る。
1つの実施形態では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換又は非置換(C6〜C30)アリール、好ましくは置換又は非置換(C6〜C25)アリール、より好ましくは置換又は非置換(C6〜C18)アリールであり得る。例えば、Ar及びArは、それぞれ独立して、非置換の若しくはナフチルで置換されたフェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換m−ビフェニル、置換若しくは非置換p−ビフェニル又は置換若しくは非置換m−テルフェニルであり得る。
1つの実施形態では、X〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNであり得、好ましくは、X〜Xの少なくとも1つは、Nであり得、より好ましくは、X〜Xの少なくとも2つは、Nであり得、さらにより好ましくは、X〜Xのすべては、Nであり得る。
1つの実施形態では、R〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ又は置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、好ましくは水素、ジュウテリウム、ハロゲン又はシアノ、より好ましくは水素又はジュウテリウムであり得る。
上述の式1によって表される化合物は、以下の式1−1〜1−16のいずれか1つによって表され得る。
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
式1−1〜1−16において、W、Z〜Z、X〜X、Ar〜Ar、L、R、R、a及びbは、式1において定義された通りである。
1つの実施形態では、上述の式1によって表される第一のホスト材料は、以下の化合物によってより具体的に説明され得るが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
本開示の式1によって表される化合物は、当業者に公知の合成方法により製造することができる。例えば、それは、以下の反応スキーム1又は2を参照して調製することができるが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
上の反応スキーム1及び2において、それぞれの置換基の定義は、式1において定義された通りであり、halは、ハロゲン原子を意味する。
先に述べたように、式1によって表される化合物の例示的な合成例は、1つの実施形態において記載されるが、それらは、以下の反応をベースとするものである:ブッフヴァルト−ハルトヴィッヒクロスカップリング反応、N−アリール化反応、H−mont−媒介エーテル化反応、宮浦ホウ素化反応、鈴木クロスカップリング反応、分子内酸誘導環化反応、Pd(II)触媒酸化的環化反応、グリニャール反応、ヘック反応、環状脱水反応、SN1置換反応、SN2置換反応及びホスフィン−媒介還元的環化反応など。当業者が理解するように、上述の反応は、その特定の合成例に記載された置換基以外の式1で定義された他の置換基が結合されている場合でも進行する。
別のホスト材料としての第二のホスト材料は、1つの実施形態では、以下の式2によって表される化合物から構成され得る。
Figure 2021180307
式2において、
は、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
Arは、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
及びR10は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜50員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
f及びgは、それぞれ独立して、1〜4の整数を表し;及び
f及びgが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びR10のそれぞれは、同じであるか又は異なり得る。
1つの実施形態では、R及びR10は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜50員)ヘテロアリールであり得るか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得、好ましくは水素、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは非置換(5〜50員)ヘテロアリールであり得るか;又は隣接する置換基に結合されて、置換若しくは非置換(5〜30員)モノ−若しくはポリ−環状、脂環族、芳香族環又はそれらの組合せを形成し得、より好ましくは水素、置換若しくは非置換(C6〜C18)アリール又は置換若しくは非置換(5〜40員)ヘテロアリールであり得るか;又は隣接する置換基に結合されて、置換若しくは非置換(5〜25員)モノ−若しくはポリ−環状、芳香族環又はそれらの組合せを形成し得る。例えば、R及びR10は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換フェニル又は置換若しくは非置換カルバゾリルであり得るか;又は隣接する置換基に結合されて、置換若しくは非置換インドロカルバゾール環を形成し得る。
上述の式2によって表される第二のホスト材料は、1つの実施形態では、以下の式2−1又は2−2によって表され得る。
Figure 2021180307
式2−1及び2−2において、
、Ar、R、R10及びfは、式2において定義された通りであり;
及びTは、それぞれ独立して、単結合、O又はSを表し;
及びLは、式2においてLとして定義された通りであり;
Arは、式2においてArとして定義された通りであり;
11〜R14は、それぞれ独立して、式2においてRとして定義された通りであり;
は、O、S又はNRを表し;
は、置換又は非置換(C6〜C30)アリールを表し;
g’及びhは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し、i及びkは、それぞれ独立して、1〜4の整数を表し、及びjは、1又は2の整数を表し;及び
g’、h、i、j及びkが2以上の整数である場合、R10のそれぞれ、R11のそれぞれ、R12のそれぞれ、R13のそれぞれ及びR14のそれぞれは、同じであるか又は異なり得る。
1つの実施形態では、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(5〜30員)ヘテロアリーレン、好ましくは単結合、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリーレン又は置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリーレン、より好ましくは単結合、置換若しくは非置換(C6〜C18)アリーレン又は置換若しくは非置換(5〜18員)ヘテロアリーレンであり得る。例えば、L及びLは、それぞれ独立して、単結合又は置換若しくは非置換フェニレン、置換若しくは非置換ビフェニレン、置換若しくは非置換ピリジレン又は置換若しくは非置換ピリミジレンであり得る。
1つの実施形態では、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(5〜30員)ヘテロアリール、好ましくは置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリール、より好ましくは非置換の若しくは(C6〜C30)アリール若しくは(5〜30員)ヘテロアリールで置換された(C6〜C18)アリール又は非置換の若しくは(C6〜C30)アリールで置換された(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。例えば、Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換o−ビフェニル、置換若しくは非置換m−ビフェニル、置換若しくは非置換p−ビフェニル、置換若しくは非置換p−テルフェニル、置換若しくは非置換m−テルフェニル、置換若しくは非置換o−テルフェニル、置換若しくは非置換ナフチル、置換若しくは非置換トリフェニレニル、非置換の若しくはフェニルで置換されたピリジル又は非置換の若しくはフェニルで置換されたピリミジルであり得る。
1つの実施形態では、Rは、置換又は非置換(C6〜C30)アリール、好ましくは置換又は非置換(C6〜C25)アリール、より好ましくは非置換の又は(C6〜C30)アリールで置換された(C6〜C25)アリールであり得る。例えば、Rは、置換若しくは非置換フェニル、置換若しくは非置換o−ビフェニル、置換若しくは非置換m−ビフェニル、置換若しくは非置換p−ビフェニル、置換若しくは非置換m−テルフェニル、置換若しくは非置換o−テルフェニル、置換若しくは非置換ナフチル又は置換若しくは非置換トリフェニレニルであり得る。
1つの実施形態では、R〜R14は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(5〜30員)ヘテロアリール、好ましくは水素、置換若しくは非置換(C6〜C25)アリール又は置換若しくは非置換(5〜25員)ヘテロアリール、より好ましくは水素、置換若しくは非置換(C6〜C18)アリール又は非置換の若しくは(C6〜C30)アリールで置換された(5〜18員)ヘテロアリールであり得る。例えば、R〜R14は、それぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換フェニル又は非置換の若しくはフェニルで置換されたカルバゾリルであり得る。
1つの実施形態では、上述の式2によって表される第二のホスト材料は、以下の化合物によってより具体的に説明され得るが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
式2によって表される化合物は、1つの実施形態では、当業者に公知の合成方法により製造することができる。
本開示の他の1つの実施形態に従う有機エレクトロルミネッセント化合物は、以下の式1−1−1によって表され得る。
Figure 2021180307
式1−1−1において、
Wは、O又はSを表し;
〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
は、単結合又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
Arは、非置換フェニル、非置換ビフェニル又は非置換テルフェニルを表し;
Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
a及びbは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し;及び
a及びbが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、同じであるか又は異なり得る。
上述の式1によって表される化合物−1−1は、以下の化合物によってより具体的に説明され得るが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
以下では、前述の複数のホスト材料及び/又は有機エレクトロルミネッセント化合物が適用される有機エレクトロルミネッセントデバイスを説明する。
有機エレクトロルミネッセントデバイスは、1つの実施形態では、第一の電極;第二の電極;及び第一の電極と第二の電極との間に挿入された少なくとも1つの有機層を含む。有機層は、発光層を含み得、及び発光層は、少なくとも1つの上述の式1によって表される化合物を含む第一のホスト材料と、少なくとも1つの上述の式2によって表される化合物を含む第二のホスト材料とを含む複数のホスト材料を含み得る。本開示の別の実施形態では、本開示による有機エレクトロルミネッセントデバイスは、第一の電極;第二の電極;及び第一の電極と第二の電極との間に挿入された少なくとも1つの発光層を含み、及び少なくとも1つの発光層は、上述の式1によって表される化合物−1−1を含み得る。
1つの実施形態では、本開示の有機エレクトロルミネッセント材料は、式1によって表される第一のホスト材料としての化合物H1−1〜H1−295の少なくとも1つと、式2によって表される第二のホスト材料としての化合物H2−1〜H2−59の少なくとも1つとを含む。複数のホスト材料は、同じ有機層、例えば発光層中に含まれ得るか、又は異なる発光層のそれぞれに含まれ得る。別の実施形態では、本開示の有機エレクトロルミネッセント材料は、式1−1−1によって表される化合物を単独で又は2つ以上の組合せにおいて含み、及び有機エレクトロルミネッセント材料は、有機エレクトロルミネッセントデバイスの有機層、例えば発光層中に含まれ得る。
有機層は、発光層に加えて、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光補助層、電子輸送層、電子注入層、中間層、正孔障壁層、電子障壁層及び電子緩衝層から選択される少なくとも1つをさらに含み得る。有機層は、本開示の発光材料に加えて、アミンベースの化合物及び/又はアジンベースの化合物をさらに含み得る。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、正孔補助層、発光層、発光補助層又は電子障壁層は、正孔注入材料、正孔輸送材料、正孔補助材料、発光材料、発光補助材料又は電子阻止材料としてのアミンベースの化合物、例えばアリールアミンベースの化合物、スチリルアリールアミンベースの化合物などを含み得る。加えて、電子輸送層、電子注入層、電子緩衝層及び正孔障壁層は、電子輸送材料、電子注入材料、電子緩衝材料及び正孔阻止材料としてのアジンベースの化合物を含み得る。加えて、有機層は、1族の金属、2族の金属、第4周期の遷移金属、第5周期の遷移金属、ランタニド類及び周期律表のd−遷移元素の有機金属からなる群から選択される少なくとも1つの金属又はそのような金属を含む少なくとも1つの錯化合物をさらに含む。
複数のホスト材料は、1つの実施形態において、白色有機発光素子のための発光材料として使用され得る。白色有機エレクトロルミネッセントデバイスについて、R(赤色)、G(緑色)、YG(黄緑色)又はB(青色)の発光ユニットの配列に関連して平行並列配置法、積層配置法又は色変換材料(CCM)法などの各種の構造が提案されている。加えて、有機エレクトロルミネッセント材料は、1つの実施形態では、QD(量子ドット)を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスにも適用され得る。
第一の電極と第二の電極との一方がアノードであり得、及び他方がカソードであり得る。この場合、第一の電極及び第二の電極は、それぞれ透過型導電性材料、半透過型導電性材料又は反射型導電性材料として形成され得る。有機エレクトロルミネッセントデバイスは、第一の電極及び第二の電極を形成する材料の種類に応じて、上面発光タイプ、底面発光タイプ又は両面発光タイプであり得る。
アノードと発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、電子障壁層又はそれらの組合せを使用することができる。正孔注入層は、アノードから正孔輸送層又は電子障壁層への正孔注入障壁(すなわち正孔注入電圧)を低下させる目的のために多層であり得、その場合、多層のそれぞれで2つの化合物を同時に使用し得る。加えて、正孔注入層は、p−ドーパントとしてドープされ得る。さらに、電子障壁層を正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に配置して、発光層の内部にエキシトンを閉じ込めて、発光層からの電子のオーバーフローを阻止することにより、発光のリークを防止することができる。正孔輸送層又は電子障壁層が多層であり得、その場合、それぞれの層で複数の化合物を使用し得る。
発光層とカソードとの間に電子緩衝層、正孔障壁層、電子輸送層、電子注入層又はそれらの組合せを使用することもできる。電子の注入を制御し、発光層と電子注入層との間の界面の性質を改良する目的のために、電子緩衝層は、多層であり得、その場合、多層のそれぞれで2つの化合物を同時に使用し得る。電子輸送層(又は電子注入層)と発光層との間に正孔障壁層を配置して、カソードへの正孔の到達を阻止し、それにより発光層中で電子及び正孔が再結合する確率を改良することができる。正孔阻止層又は電子輸送層も多層であり得、その場合、それぞれの層で複数の化合物を使用し得る。さらに、電子注入層をn−ドーパントとしてドープさせ得る。
アノードと発光層との間又はカソードと発光層との間に発光補助層を配置し得る。アノードと発光層との間に発光補助層を配置する場合、正孔注入及び/若しくは正孔輸送を促進させるため又は電子のオーバーフローを防止するためにそれを使用することができる。カソードと発光層との間に発光補助層を配置する場合、電子注入及び/若しくは電子輸送を促進させるため又は正孔のオーバーフローを防止するためにそれを使用することができる。加えて、正孔輸送層(又は正孔注入層)と発光層との間に正孔補助層を配置し得、それは、正孔輸送速度(又は正孔注入速度)を増進又は阻止するのに有効であり、それにより電荷のバランスを制御することを可能にし得る。有機エレクトロルミネッセントデバイスが2つ以上の正孔輸送層を含む場合、追加として含まれる正孔輸送層を正孔補助層又は電子障壁層として使用し得る。発光補助層、正孔補助層又は電子障壁層は、有機エレクトロルミネッセントデバイスの効率及び/又は寿命を改良する効果を有し得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスでは、好ましくは、カルコゲニド層、ハロゲン化金属層及び金属酸化物層から選択される少なくとも1つ(以下では「表面層」と呼ぶ)を一方又は両方の電極の内側表面に配置し得る。具体的には、ケイ素及びアルミニウムのカルコゲニド(酸化物を含む)層をエレクトロルミネッセント媒体層のアノード表面上に配置することが好ましく、及びハロゲン化金属層又は金属酸化物層をエレクトロルミネッセント媒体層のカソード表面上に配置することが好ましい。有機エレクトロルミネッセントデバイスにおける動作安定性は、表面層によって得ることができる。好ましくは、カルコゲニドとしては、SiO(1≦X≦2)、AlO(1≦X≦1.5)、SiON、SiAlONなどが挙げられ;ハロゲン化金属としては、LiF、MgF、CaF、希土類金属フッ化物などが挙げられ;及び金属酸化物としては、CsO、LiO、MgO、SrO、BaO、CaOなどが挙げられる。
さらに、本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスでは、好ましくは、電子輸送化合物と還元性ドーパントとの混合領域又は正孔輸送化合物と酸化性ドーパントとの混合領域を電極の対の少なくとも1つの表面上に配置し得る。この場合、電子輸送化合物が還元されてアニオンとなり、その結果、混合領域からエレクトロルミネッセント媒体への電子の注入及び輸送がより容易となる。さらに、正孔輸送化合物が酸化されてカチオンとなり、その結果、混合領域からエレクトロルミネッセント媒体への正孔の注入及び輸送がより容易となる。酸化性ドーパントは、各種のルイス酸及びアクセプター化合物を含み、及び還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属及びそれらの混合物を含むことが好ましい。還元性ドーパント層を電荷発生層として採用して、2層以上の発光層を有し、白色光を発する有機エレクトロルミネッセントデバイスを調製することができる。
有機エレクトロルミネッセントデバイスは、1つの実施形態では、発光層中に少なくとも1つのドーパントをさらに含み得る。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイス中に含まれるドーパントは、少なくとも1つのリン光性又は蛍光性ドーパント、好ましくはリン光性ドーパントであり得る。本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスに適用されるリン光性ドーパント材料は、特に限定されないが、以下であり得る:好ましくは、必要に応じてイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)及び白金(Pt)から選択される金属原子の金属化錯化合物;より好ましくは、必要に応じてイリジウム(Ir)、オスミウム(Os)、銅(Cu)及び白金(Pt)から選択される金属原子のオルト−金属化錯化合物;及びにより好ましくは、必要に応じてオルト−金属化イリジウム錯化合物。
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスに含まれるドーパントは、以下の式101によって表される化合物を使用し得るが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
式101において、
Lは、以下の構造1〜3
Figure 2021180307
のいずれか1つから選択され;
100〜R103は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換の又はジュウテリウム及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換又は非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換又は非置換(C6〜C30)アリール、シアノ、置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリール或いは置換又は非置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;又は隣接する置換基に結合されて、ピリジンと共に、環、例えば置換若しくは非置換キノリン、置換若しくは非置換ベンゾフロピリジン、置換若しくは非置換ベンゾチエノピリジン、置換若しくは非置換インデノピリジン、置換若しくは非置換ベンゾフロキノリン、置換若しくは非置換ベンゾチエノキノリン又は置換若しくは非置換インデノキノリンを形成し得;
104〜R107は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換の又はジュウテリウム及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換又は非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換又は非置換(C6〜C30)アリール、置換又は非置換(3〜30員)ヘテロアリール、シアノ或いは置換又は非置換(C1〜C30)アルコキシを表すか;又は隣接する置換基に結合されて、ベンゼンと共に、環、例えば置換若しくは非置換環、例えば置換若しくは非置換ナフタレン、置換若しくは非置換フルオレン、置換若しくは非置換ジベンゾチオフェン、置換若しくは非置換ジベンゾフラン、置換若しくは非置換インデノピリジン、置換若しくは非置換ベンゾフロピリジン又は置換若しくは非置換ベンズノチエノピリジンを形成し得;
201〜R220は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、非置換の又はジュウテリウム及び/若しくはハロゲンで置換された(C1〜C30)アルキル、置換又は非置換(C3〜C30)シクロアルキル或いは置換又は非置換(C6〜C30)アリールを表すか;又は隣接する置換基に結合されて、置換又は非置換環を形成し得;及び
sは、1〜3の整数を表す。
具体的には、ドーパント化合物の具体例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
Figure 2021180307
本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスのそれぞれの層を形成するために、乾式膜形成法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法など、又は湿式膜形成法、例えばスピンコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法などを使用することができる。湿式膜形成法を使用する場合、それぞれの層を形成する物質を各種の好適な溶媒、例えばエタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどに溶解又は拡散させることにより、薄膜を形成することができる。溶媒は、それぞれの層を形成する物質を溶解又は拡散させることが可能であり、膜形成性能に何らの問題もない溶媒であれば、いかなる溶媒でもあり得る。
第一のホスト材料及び第二のホスト材料によって層を形成する場合、1つの実施形態では、層は、上に列記した方法によって形成され得、且つ多くの場合、共蒸着又は混合物蒸着によって形成され得る。共蒸着は、2つ以上の物質をそれぞれ個別のるつぼソース内に入れ、両方のセルに同時に電流を印加して、それらの物質を蒸発させて混合蒸着を実施する混合蒸着法であり;及び混合蒸着は、蒸着前に1つのるつぼソース内で2つ以上の物質を混合し、次いで1つのセルに電流を印加して、複数の物質を蒸発させる混合蒸着法である。
1つの実施形態では、有機エレクトロルミネッセントデバイス中において、第一のホスト材料と第二のホスト材料とが同じ層又は異なる層に存在する場合、2つのホスト化合物による層は、別々に形成され得る。例えば、第一のホスト材料を蒸着させた後に第二のホスト材料を蒸着させ得る。
1つの実施形態では、本開示は、式1によって表される化合物を含む第一のホスト材料と、式2によって表される化合物を含む第二のホスト材料とを含む複数のホスト材料を含むディスプレイデバイスを提供することができる。加えて、本開示の有機エレクトロルミネッセントデバイスを使用することにより、例えばスマートフォン、タブレット、ノートブック、PC、TVなどのディスプレイデバイス若しくは車両のためのディスプレイデバイス又は例えば屋外若しくは屋内用照明の照明デバイスを調製することができる。
以下では、本開示を詳細に理解するために、本開示に従った化合物の調製方法を、代表的な化合物又は中間化合物の合成方法を参照して説明する。
[実施例1]化合物H1−76の合成
Figure 2021180307
1)化合物1−1の合成
8−ブロモ−1−クロロ−ジベンゾフラン(58g、208mmol)及び1,000mLのTHFを窒素雰囲気下の反応容器に加え、次いで冷却して−78℃とした。次いで、それにn−BuLi(100mL、250mmol)を滴下により徐々に加えた。その後、それにフルオレノン(37g、208mmol)を滴下により加え、還流条件下で12時間撹拌した。反応が完了したら、水を用いて反応を停止させ、且つ酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、且つ硫酸マグネシウムを用いて、残存する水を除去し、その後、乾燥させた。次いで、カラムクロマトグラフィーによって分離すると、化合物1−1が得られた(55g、収率:70%)。
2)化合物1−2の合成
化合物1−1(37g、98.4mmol)、8mLの硫酸及び330mLのベンゼンを反応容器に加え、還流条件下で2時間撹拌した。反応が完了したら、蒸留水を用いて混合物を洗浄し、且つ酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、且つ硫酸マグネシウムを用いて、残存する水を除去し、その後、乾燥させた。次いで、カラムクロマトグラフィーによって分離すると、化合物1−2が得られた(19g、収率:43%)。
3)化合物1−3の合成
化合物1−2(8.2g、18.5mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン(5.6g、22.2mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.84g、0.92mmol)、トリシクロヘキシルホスフィンテトラフルオロボレート(PCyBF)(0.68g、1.85mmol)、KOAc(5.4g、55.5mmol)及び95mLのo−キシレンを反応容器に加え、還流条件下で3時間撹拌した。反応が完了したら、蒸留水を用いて混合物を洗浄し、且つ酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、且つ次いで硫酸マグネシウムを用いて、残存する水を除去し、その後、乾燥させた。次いで、カラムクロマトグラフィーによって分離すると、化合物1−3が得られた(9.5g、収率:88%)。
4)化合物H1−76の合成
化合物1−3(4g、7.48mmol)、2−[1,1’−ビフェニル]−3−イル−4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(2.7g、7.85mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd(PPh)(0.43g、0.37mmol)、KCO(2.6g、18.7mmol)、40mLのトルエン(Tol)、10mLのEtOH及び10mLの蒸留水を反応容器に加え、還流条件下で7時間撹拌した。反応が完了したら、蒸留水を用いて混合物を洗浄し、且つ酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、且つ次いで硫酸マグネシウムを用いて、残存する水を除去し、その後、乾燥させた。次いで、カラムクロマトグラフィーによって分離すると、化合物H1−76が得られた(4.6g、収率:86%)。
Figure 2021180307
[実施例2]化合物H1−84の合成
Figure 2021180307
化合物1−3(5g、9.35mmol)、2−クロロ−4−(2−ナフタレニル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン(3.1g、9.82mmol)、Pd(PPh(0.54g、0.46mmol)、KCO(3.2g、23.3mmol)、50mLのトルエン、12mLのEtOH及び12mLの蒸留水を反応容器に加え、還流条件下で7時間撹拌した。反応が完了したら、蒸留水を用いて混合物を洗浄し、且つ酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、且つ次いで硫酸マグネシウムを用いて、残存する水を除去し、その後、乾燥させた。次いで、カラムクロマトグラフィーによって分離すると、化合物H1−84が得られた(4.9g、収率:76%)。
Figure 2021180307
以下では、本開示を詳細に理解するために、本開示による複数のホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスの調製方法及びその性質を説明する。
[デバイス実施例1]本開示によるホスト材料を含むOLEDの調製
本開示によるOLEDを製造した。最初に、OLEDのためのガラス基板(ジオマテック株式会社、日本)上の透明電極のインジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン及びイソプロピルアルコールを順に用いて超音波洗浄にかけ、その後、イソプロパノール中で保存し、次いで使用した。その後、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダー上に装着した。次いで、第一の正孔注入化合物としての化合物HI−1を真空蒸着装置のセル内に導入し、且つ第一の正孔輸送化合物としての化合物HT−1を真空蒸着装置の別のセル内に導入した。2つの材料を異なる速度で蒸発させ、第一の正孔注入化合物を、第一の正孔注入化合物と第一の正孔輸送化合物との合計量を基準にして3重量%のドーピング量で蒸着させて、10nmの厚みを有する第一の正孔注入層を形成した。次いで、第一の正孔注入層上において、80nmの厚みを有する第一の正孔輸送層として化合物HT−1を蒸着させた。次いで、化合物HT−2を真空蒸着装置の別のセル内に導入し、セルに電流を印加することによって蒸発させ、それにより30nmの厚みを有する第二の正孔輸送層を第一の正孔輸送層上に形成した。正孔注入層及び正孔輸送層を形成した後、その上に以下のように発光層を形成した:以下の表1に示した化合物H1−76及びH2−2を真空蒸着装置の2つのセル内にそれぞれホストとして導入し、且つ化合物D−50を別のセル内にドーパントとして導入した。それらの2つのホスト材料は、1:2の異なる速度で蒸発させ、ドーパント材料は、同時に別の速度で蒸発させて、ホストとドーパントとの合計量を基準にして10重量%のドーピング量で蒸着させて、40nmの厚みを有する発光層を正孔輸送層上に形成した。次いで、電子輸送材料としての化合物ETL−1及びEIL−1を40:60の重量比で蒸着させて、35nmの厚みを有する電子輸送層を発光層上に形成した。電子輸送層上において、2nmの厚みを有する電子注入層として化合物EIL−1を蒸着させた後、電子注入層上において、80nmの厚みを有するAlカソードを別の真空蒸着装置により蒸着させた。このようにOLEDを製造した。すべての材料のために使用したそれぞれの化合物は、10−6トルの真空昇華法により精製した。
[デバイス実施例2]本開示によるホスト材料を含むOLEDの調製
デバイス実施例1と同様にOLEDを製造したが、但し、発光層のホスト材料の1つとして化合物H1−84を使用した。
[デバイス実施例3]本開示によるホスト材料を含むOLEDの調製
デバイス実施例1と同様にOLEDを製造したが、但し、発光層のホスト材料の1つとして化合物H1−176を使用した。
[デバイス実施例4]本開示によるホスト材料を含むOLEDの調製
デバイス実施例1と同様にOLEDを製造したが、但し、発光層の単一のホストとして化合物H1−176を使用した。
[比較例1]従来の化合物をホストとして含むOLEDの調製
デバイス実施例1と同様にOLEDを製造したが、但し、発光層の単一のホストとして化合物C−1を使用した。
上で述べたように製造したデバイス実施例1〜4及び比較例1による有機エレクトロルミネッセントデバイスの駆動電圧、発光効率及び輝度1,000ニトでの発光色並びに輝度20,000ニトでの輝度が100%から95%まで低下するのにかかった時間(寿命;T95)を測定し、それらの結果を下の表1に示す。
Figure 2021180307
上の表1を参照すると、ホスト材料として本開示による有機エレクトロルミネッセント化合物を含むことにより、従来のホスト材料を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスと比較して高い発光効率及び顕著に改良された寿命性能を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスが提供され得る。
上のデバイス実施例1〜4及び比較例1で使用した化合物を以下の表2に示す。
Figure 2021180307

Claims (11)

  1. 第一のホスト材料及び第二のホスト材料を含む複数のホスト材料であって、前記第一のホスト材料は、以下の式1によって表される化合物を含み、及び前記第二のホスト材料は、以下の式2によって表される化合物:
    Figure 2021180307
    (式中、
    Wは、O、S、CR又は−N−L−Rを表し;
    〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
    〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
    及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
    Ar〜Arは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表し;
    〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    a及びbは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し;及び
    a及びbが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、同じであるか又は異なり得る);
    Figure 2021180307
    (式中、
    は、単結合、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレン又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリーレンを表し;
    Arは、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    及びR10は、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜50員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    f及びgは、それぞれ独立して、1〜4の整数を表し;及び
    f及びgが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びR10のそれぞれは、同じであるか又は異なり得る)
    を含む、複数のホスト材料。
  2. 前記置換アルキル、前記置換アリール(レン)、前記置換ヘテロアリール(レン)、前記置換シクロアルキル、前記置換アルコキシ、前記置換トリアルキルシリル、前記置換ジアルキルアリールシリル、前記置換アルキルジアリールシリル、前記置換トリアリールシリル、脂肪族環と芳香族環との前記置換縮合環、前記置換モノ−若しくはジ−アルキルアミノ、前記置換モノ−若しくはジ−アルケニルアミノ、前記置換アルキルアルケニルアミノ、前記置換モノ−若しくはジ−アリールアミノ、前記置換アルキルアリールアミノ、前記置換モノ−若しくはジ−ヘテロアリールアミノ、前記置換アルキルヘテロアリールアミノ、前記置換アルケニルアリールアミノ、前記置換アルケニルヘテロアリールアミノ及び前記置換アリールヘテロアリールアミノ中の置換基は、それぞれ独立して、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシ、(C1〜C30)アルキル、ハロ(C1〜C30)アルキル、(C2〜C30)アルケニル、(C2〜C30)アルキニル、(C1〜C30)アルコキシ、(C1〜C30)アルキルチオ、(C3〜C30)シクロアルキル、(C3〜C30)シクロアルケニル、(3〜7員)ヘテロシクロアルキル、(C6〜C30)アリールオキシ、(C6〜C30)アリールチオ、非置換の若しくは(C6〜C30)アリールで置換された(5〜30員)ヘテロアリール、非置換の若しくは(5〜30員)ヘテロアリールで置換された(C6〜C30)アリール、トリ(C1〜C30)アルキルシリル、トリ(C6〜C30)アリールシリル、ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との縮合環、アミノ、モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、(C1〜C30)アルキルカルボニル、(C1〜C30)アルコキシカルボニル、(C6〜C30)アリールカルボニル、ジ(C6〜C30)アリールボロニル、ジ(C1〜C30)アルキルボロニル、(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールボロニル、(C6〜C30)アリール(C1〜C30)アルキル及び(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1つを表す、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  3. 前記式1は、以下の式1−1〜1−16:
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    (式中、
    W、Z〜Z、X〜X、Ar〜Ar、L、R、R、a及びbは、請求項1において定義された通りである)
    のいずれか1つによって表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  4. 前記式2は、以下の式2−1又は2−2:
    Figure 2021180307
    (式中、
    、Ar、R、R10及びfは、請求項1において定義された通りであり;
    及びTは、それぞれ独立して、単結合、O又はSを表し;
    及びLは、請求項1においてLとして定義された通りであり;
    Arは、請求項1においてArとして定義された通りであり;
    11〜R14は、それぞれ独立して、請求項1においてRとして定義された通りであり;
    は、O、S又はNRを表し;
    は、置換又は非置換(C6〜C30)アリールを表し;
    g’及びhは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し、i及びkは、それぞれ独立して、1〜4の整数を表し、及びjは、1又は2の整数を表し;及び
    g’、h、i、j及びkが2以上の整数である場合、R10のそれぞれ、R11のそれぞれ、R12のそれぞれ、R13のそれぞれ及びR14のそれぞれは、同じであるか又は異なり得る)
    によって表される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  5. 前記式1によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    から選択される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  6. 前記式2によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    から選択される、請求項1に記載の複数のホスト材料。
  7. アノード;カソード;及び前記アノードと前記カソードとの間の少なくとも1つの発光層を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスであって、前記少なくとも1つの発光層は、請求項1に記載の複数のホスト材料を含む、有機エレクトロルミネッセントデバイス。
  8. 以下の式1−1−1:
    Figure 2021180307
    (式中、
    Wは、O又はSを表し;
    〜Zは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
    〜Xは、それぞれ独立して、CR又はNを表し;
    は、単結合又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリーレンを表し;
    Arは、非置換フェニル、非置換ビフェニル又は非置換テルフェニルを表し;
    Ar及びArは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール又は置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリールを表し;
    〜Rは、それぞれ独立して、水素、ジュウテリウム、ハロゲン、シアノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル、置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール、置換若しくは非置換(3〜30員)ヘテロアリール、置換若しくは非置換(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルコキシ、置換若しくは非置換トリ(C1〜C30)アルキルシリル、置換若しくは非置換ジ(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキルジ(C6〜C30)アリールシリル、置換若しくは非置換トリ(C6〜C30)アリールシリル、(C3〜C30)脂肪族環と(C6〜C30)芳香族環との置換若しくは非置換縮合環、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C1〜C30)アルキルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C2〜C30)アルケニルアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換モノ−若しくはジ−(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C1〜C30)アルキル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(C6〜C30)アリールアミノ、置換若しくは非置換(C2〜C30)アルケニル(3〜30員)ヘテロアリールアミノ又は置換若しくは非置換(C6〜C30)アリール(3〜30員)ヘテロアリールアミノを表すか;又は隣接する置換基に結合されて環を形成し得;
    a及びbは、それぞれ独立して、1〜3の整数を表し;及び
    a及びbが2以上の整数である場合、Rのそれぞれ及びRのそれぞれは、同じであるか又は異なり得る)
    によって表される有機エレクトロルミネッセント化合物。
  9. 前記式1−1−1によって表される前記化合物は、以下の化合物:
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    Figure 2021180307
    から選択される、請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物。
  10. 請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセント化合物を含む有機エレクトロルミネッセント材料。
  11. 請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセント材料を含む有機エレクトロルミネッセントデバイス。
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